福島で世界最大級の水電解システム稼働、太陽光の変動出力に対応

2023年ごろの商用化を目指す旭化成の開発戦略

2020/07/29 23:19
山口 健=⽇経BP 総合研究所 クリーンテックラボ
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 旭化成は、東芝エネルギーシステムズから1ユニット・サイズとして世界最大となる大型アルカリ水電解システム(最大水電解電力10MW、最大水素製造量2000Nm3/h)を「福島水素エネルギー研究フィールド」(福島県双葉郡浪江町)向けに受注、この2020年3月に稼働させている。

 同社は、世界有数のシェアを持つ食塩電解技術をベースに、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)の支援を受け、大型アルカリ水電解システムの開発を進めてきた。そのNEDOが浪江町に建設した技術開発事業「福島水素エネルギー研究フィールド(FH2R)」の委託先である東芝エネルギーシステムズに対して、この水電解システムを納入した。

 太陽光パネルで発電した電力で水素を製造し、消費地に運ぶ。国内の再生可能エネルギーを使ったP2G(Power to Gas)事業として先駆的なプロジェクトであり、製造した水素は東京オリンピック・パラリンピックに関連して運用される燃料電池自動車(FCV)や燃料電池バス、定置型燃料電池システム向けに供給する。

 なお、海外のP2G事業の動向に関しては、⽇経BP 総合研究所が7⽉31⽇に発⾏する、「世界⽔素ビジネス-全体動向編-」の中で詳しく解説している。本書は技術解説のほか、中国・韓国・欧⽶豪の戦略を分析、2050年までの⽔素普及シナリオを描いている(「世界⽔素ビジネス-全体動向編-」の案内サイト)。

NEDOの支援でスケールアップ

 旭化成は、アルカリ水電解装置の開発メーカーであり、国内外の実証プロジェクトを通じて実用化技術の検証と市場ニーズの把握を通じて、2023年ごろの商用化を目指している。同社は、大手素材メーカーだが、中期経営計画の中でCO2削減など持続可能な社会に向けた技術開発の推進を重要テーマに掲げており、中でもクリーンエネルギーの創出に貢献するアルカリ水電解装置の研究開発に取り組むとしている。

 同社は世界26カ国、126カ所の生産拠点で使用されている食塩電解システムを供給してきており、同技術をベースとして、NEDOの支援を受け、変動電源である再エネからの水素製造に適したアルカリ水電解システムを開発してきた。

 同社が初めて大型水電解装置を開発したのが、2014~2017年にかけての横浜におけるNEDOの委託事業であり、150kWのアルカリ水電解装置を設計、設置し、1万時間を超える安定運転を実現した(図1)。同社はこれを機に技術開発と各種プロジェクトへの参加を活発化させた。2018年には太陽光の余剰電力を有効活用する実証事業施設「そうまIHIグリーンエネルギーセンター」(福島県相馬市)に、150kWのアルカリ水電解装置を設置して、実証を進めている。

図1●福島県相馬市に設置したアルカリ水電解装置
水電解装置の規模は150kW、水素製造能力は25Nm3/h。同市のスマートコミュニティ事業の実証施設「そうまIHIグリーンエネルギーセンター」内に設置。そうまIHIグリーンエネルギーセンターは、太陽光発電電力の地産地消と地域振興・発展への寄与を目的とした施設で、相馬市とIHIが4月に開所した。水電解装置のほか、出力1.6MWの太陽光発電設備、容量2500kWhのLiイオン蓄電池、エネルギー管理システムなどが設置されている(撮影:日経BP総研 クリーンテックラボ)
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